国际全球导航卫星系统服务组织精密钟差数据预处理软件

国际全球导航卫星系统服务组织(IGS)产品中提供的精密钟差数据是按照一天一个文本文件的形式存放的,并且在文本文件中,监测站钟差与卫星钟差数据混合排列,这种存放方式给多卫星长时间采样的钟差数据的处理带来极大的不便。针对钟差数据处理中连续长时间采样原始数据获取困难的问题,基于Matlab语言编写了IGS精密钟差数据预处理软件。该软件在图形用户界面的环境中开发:首先,完成了时间格式间的相互转换;然后,按照卫星编号循环处理采样时间段内钟差数据;最后给出了实时统计分析的结果及图形化显示,实现了多卫星、长时间钟差数据的采集和预处理。

中国大陆IGS基准站基线时间序列噪声分析

针对基线时间序列中信号与噪声难分离的问题,提出一种确定最优噪声模型的方法:利用幂律模型(PLM)与极大似然估计(MLE)相结合的方法,求出3维坐标向量的功率谱指数和最大似然估计值,确定出最优噪声模型;然后利用中国大陆6个IGS站6 a的观测数据进行实验。结果表明:基线时间序列存在白噪声(WN)、闪烁噪声(FN)和随机漫步噪声(RWN);N方向的情况为,当基线长度在1 015~2 500 km之间时,主要为WN+FN,当基线长度大于2 500 km且小于3 225 km时,则为WN+FN+RWN,且RWN占43.09%;E和U方向最优噪声模型分别为WN+RWN与WN+FN,并且RWN与FN分别占62.11%和89.88%。

让卫星导航系统更好地服务全球、造福人类——全球卫星导航系统国际委员会第七届大会在北京召开

全球卫星导航系统国际委员会（International Committee on GNSS，ICG）第七届大会于2012年11月4—9日在北京召开，来自ICG成员、准成员、观察员等16个国家和地区以及18个国际组织的240多名代表参加了大会。本届大会由中国承办，

大气负荷效应对中国IGS站定位的影响分析

针对中国境内IGS站运行过程中易受大气负荷效应的影响导致定位精度降低的问题,提出利用GAMIT/GLOBK软件进行观测值层面改正和根据格林函数积分原理计算日均值改正2种大气负荷效应的改正方法,对中国及周边13个IGS站的观测数据按照设计的4种方案分别进行处理。统计分析结果表明,大气负荷效应对IGS站基线及定位均有一定程度的影响,基线所受影响随基线长度的增大而增大,对定位的影响主要体现在垂向,改正大气负荷效应后可以提高IGS站的定位精度。

iGMAS全球电离层延迟模型及并行计算策略

针对全球电离层延迟建模中传统串行处理方法效率低等问题，研究了基于全球分布的IGS跟踪站和iGMAS跟踪站观测数据实现全球电离层建模并行解算的基本方法、流程及策略。在Bemese软件基础上研制了一套iGMAS全球电离层延迟建模软件。为了验证并行解算方法的正确性和计算效率，利用全球200个左右IGS跟踪站和6个iGMAS跟踪站2014-08-20—2014-09-06共7周的观测数据，解算了快速电离层TEC格网。与IGS，CODE以及ESA最终电离层格网比较，结果表明：基于该方法解算的快速电离层TEC格网，与CODE，ESA以及IGS最终电离层TEC格网的互差，统计不同纬度带内偏差的均方根误差，全球范围内偏差的均方根误差均在1．5～2．5TECu之间，南北半球高纬度地区在0．5～1．5TECu之间，所有地区均优于5TECu，整体精度与IGS，CODE以及ESA最终电离层TEC格网精度产品相当。

基于不等式约束算法改善高纬度地区GNSS电离层建模精度

由于当前国际GNSS服务组织(IGS)跟踪站在高纬度区域分布不均,用于电离层拟合建模的观测数据不均匀、不全面,导致在利用这些IGS跟踪站观测数据建立电离层拟合模型时该区域的电离层电子总含量拟合模型精度不够,电离层拟合模型格网输出值甚至出现了大量有悖于电离层实际物理意义的负值和零值现象。针对此问题,利用不等式约束算法,对拟合模型电离层格网输出的负值点、零值点加入不等式约束条件,采用附加不等式约束条件的最小二乘法对参数的解算进行优化,并用实测GNSS数据进行验证。实验结果表明,该算法对测站分布稀疏的高纬度地区出现大量零值和负值的情况有明显改善。此外,该算法对全球电离层模型的建模精度也有一定程度的提高。

利用GPS观测资料解算地球自转参数

利用22个IGS(International GNSS Service)跟踪站(IGS05)的连续观测资料估算地球自转参数ERP(Earth rotation parameters)(地球自转参数在测绘和卫星导航中是一组关键的参数),并与IGS地球定向参数EOP(Earth orientation parameters)(UTC 12:00:00)和IERS(International Earth Rotation Service)C04(UTC 00:00:00)同时刻的结果相比较。比较结果表明:与IGS EOP比较,极移在x方向差值的RMS为0.0214 mas,极移在y方向差值的RMS为0.0662 mas,UT1-UTC差值的RMS为0.0260 ms;与IERS C04比较,极移在x方向差值的RMS为0.0203 mas,极移在y方向差值的RMS为0.0354 mas,UT1-UTC差值的RMS为0.0016 ms。以上差别均在IERS C04精度范围之内,我们解算的地球自转参数结果是可信的。

基于BERNESE和GAMIT/GLOBK的联合数据处理探讨

主要探讨了基于SINEX的BERNESE和GAMIT/GLOBK的联合数据处理流程。选取东北地区的中国大陆构造环境监测网络(陆态网络)GNSS连续运行基准站和周边IGS跟踪站组成区域网,利用GAMIT进行区域网基线解算。在BERNESE ADDNEQ框架下实现全球统一网平差,利用3种方法综合验证解算精度,并达到毫米级,为大规模GNSS控制网联合数据处理提供了一套切实可行的解决方案。

基于BERNESE全球网联合平差分析东北区域速度场

本文将东北区域陆态网基准站纳入到全球网联合平差解算,实现了数据的自动处理,获得周解,并通过时间序列分析获得了基准站在全球框架下的运动速率,并对其进行对比分析,进一步验证了解算策略的可行性和可靠性。

一种顾及IGS-RTS数据接收中断的厘米级星载GPS实时定轨方法

当前,在低轨导航增强、对地观测和科学应用等领域,低轨卫星对轨道参数的精度和实时性提出了更高的要求。利用国际GNSS服务组织实时服务(international global navigation satellite system service real-time service,IGS-RTS)播发的GPS卫星轨道与钟差改正数,针对极区实时改正数接收中断情况下实现厘米级星载GPS实时定轨的关键问题开展研究。首先分析了实时改正数及其短时外推引起的星历综合误差的变化特性;然后以此为依据,在星载GPS实时精密定轨数学模型中构建分段随机游走的伪模糊度参数随机模型,以减小星历综合误差对实时精密定轨的影响,从而实现厘米级精度的实时定轨。采用自主研制的实时精密定轨软件SATODS,使用GPS广播星历与CLK93实时产品,对为期一周的重力场恢复和气候实验(gravity recovery and climate experiment,GRACE)C卫星的GPS双频实测数据模拟在轨实时精密定轨处理。实验结果表明,在考虑极区改正数接收中断的情况下,所提实时精密定轨方法可以达到7.04 cm的位置精度以及0.20 mm/s的速度精度,所提方法具有可行性和有效性。

不同全球电离层格网产品在中国区域的应用精度评估与分析

基于全球卫星导航系统(GNSS)跟踪站和Jason测高卫星获得的电离层总电子含量(TEC),系统评估了国内外5家国际GNSS服务(IGS)电离层分析中心以及全球连续监测评估系统(iGMAS)综合中心的预报、快速和最终全球电离层格网产品(GIM)在中国区域的精度和标准单点定位应用性能.结果表明:不同类型GIM产品在中国区域的精度由高到低分别是最终、快速和预报GIM产品;在太阳活动水平较低时,不同GIM产品精度大致相当;在太阳活动水平较高时,西班牙加泰罗尼亚理工大学(UPC)和iGMAS的快速和最终GIM产品精度优于其他机构同类型产品.

总电子含量赤道异常变化特性分析

利用国际GNSS服务组织提供的总电子含量格网数据,从全球角度分析了电离层赤道异常的变化规律,并结合相关研究结论做了比较分析。首先,利用2011年3月21日（春分）的总电子含量格网数据分析了电离层赤道异常区域随时间变化的规律;然后,利用2000—2012年的总电子含量格网数据和太阳黑子数据,统计分析了120°E上空电离层赤道异常出现的地理纬度和强度的变化规律,并以2002年（太阳活动高年）和2008年（太阳活动低年）为例做了进一步分析。结果发现：电离层赤道异常区域随太阳直射点位置的变化,自东向西移动,分布在地磁赤道的两侧,具有南北半球的非对称特性;电离层赤道异常出现在当地时间T 12：00：00—T 16：00：00,日落后持续2~3h;电离层赤道异常峰值强度与太阳活动强度存在正相关关系;电离层赤道异常具有明显的季节变化规律,表现出了＂半年度异常＂和＂冬季异常＂现象。

法拉第旋转对空间被动微波遥感的影响及消除

法拉第旋转是空间被动微波遥感重要的误差来源之一.本文研究了法拉第旋转变化的机理;分析了法拉第旋转对微波辐射计观测精度的影响;着重就1.4GHz正交极化通道亮温Tv以及10.7GHz相关极化通道亮温U的法拉第旋转校正展开讨论.通过仿真2006年海南某观测站点全年的星载微波辐射计观测数据并利用蒙特卡罗法模拟噪声的影响,分析比较了使用辅助数据(IRI模型法)和极化模式(Yueh方法和Ribó方法)两种途径对法拉第旋转的校正效果,进而提出了一种应用IGS(international GNSS service)发布的TEC(total electron content)数据进行法拉第旋转校正的新方法.结果表明,对于1.4GHz Tv校正,极化模式法优于辅助数据法,其中Yueh方法效果最优,IRI模型法效果最差.对于10.7GHz U校正,极化模式法失效,只能采用辅助数据法进行校正.新提出的IGS数据法较大幅度提高了校正精度,可以在近实时校正和观测数据最终校正时代替IRI模型法.